pila de protocolos

La pila de protocolos o pila de red es una implementación de un conjunto o familia de protocolos de redes informáticas . Algunos de estos términos se usan indistintamente, pero, estrictamente hablando, el conjunto es la definición de los protocolos de comunicación y la pila es su implementación de software . ^{[ 1 ]}

Los protocolos individuales dentro de un conjunto suelen diseñarse con un único propósito. Esta modularización simplifica el diseño y la evaluación. Dado que cada módulo de protocolo generalmente se comunica con otros dos, se suelen concebir como capas en una pila de protocolos. El protocolo de nivel inferior siempre se encarga de la interacción de bajo nivel con el hardware de comunicaciones. Cada capa superior añade capacidades adicionales. Las aplicaciones de usuario generalmente solo interactúan con las capas superiores. ^{[ 2 ]}

 T ~ ~ ~ T [A] [B]_____[C]

Imaginemos tres ordenadores: A , B y C. A y B disponen de equipos de radio y pueden comunicarse por ondas de radio mediante un protocolo de red adecuado (como IEEE 802.11 ). B y C están conectados por cable, utilizándolo para intercambiar datos (de nuevo, con la ayuda de un protocolo, por ejemplo, el Protocolo Punto a Punto ). Sin embargo, ninguno de estos dos protocolos podrá transportar información de A a C , ya que estos ordenadores se encuentran conceptualmente en redes diferentes. Se requiere un protocolo de interconexión de redes para conectarlos.

Se podrían combinar los dos protocolos para formar un tercer protocolo potente, capaz de controlar tanto la transmisión por cable como la inalámbrica, pero se necesitaría un superprotocolo diferente para cada combinación posible. Es más sencillo dejar los protocolos base intactos y diseñar uno que funcione sobre cualquiera de ellos (el Protocolo de Internet es un ejemplo). Esto daría como resultado dos pilas de dos protocolos cada una. El protocolo de interconexión de redes se comunicaría con cada uno de los protocolos base en su lenguaje simplificado; los protocolos base no se comunicarían directamente entre sí.

Una solicitud en la computadora A para enviar un fragmento de datos a C es recibida por el protocolo superior, que (por cualquier medio) sabe que C es accesible a través de B. Por lo tanto, instruye al protocolo inalámbrico para que transmita el paquete de datos a B. En esta computadora, los manejadores de capa inferior pasarán el paquete al protocolo de interred, que, al reconocer que B no es el destino final, invocará nuevamente funciones de nivel inferior. Esta vez, se utiliza el protocolo de cable para enviar los datos a C. Allí, el paquete recibido se pasa nuevamente al protocolo superior, que (siendo C el destino) lo pasará a un protocolo o aplicación de nivel superior en C.

En la práctica, las pilas de protocolos suelen dividirse en tres secciones principales: medios, transporte y aplicaciones. Un sistema operativo o plataforma en particular suele tener dos interfaces de software bien definidas: una entre las capas de medios y transporte, y otra entre las capas de transporte y las aplicaciones. La interfaz de medios a transporte define cómo el software del protocolo de transporte utiliza tipos específicos de medios y hardware, y está asociada a un controlador de dispositivo . Por ejemplo, este nivel de interfaz definiría cómo el software de transporte TCP/IP se comunicaría con el controlador de interfaz de red . Ejemplos de estas interfaces incluyen ODI y NDIS en los entornos de Microsoft Windows y DOS . La interfaz de aplicación a transporte define cómo los programas de aplicación utilizan las capas de transporte. Por ejemplo, este nivel de interfaz definiría cómo un navegador web se comunicaría con el software de transporte TCP/IP. Ejemplos de estas interfaces incluyen los sockets de Berkeley y System V STREAMS en entornos tipo Unix , y Winsock para Microsoft Windows.

Una característica importante de muchas comunidades de interoperabilidad basadas en una pila de protocolos común es una capa de expansión , un término acuñado por David Clark ^{[ 3 ].}

Ciertos protocolos se diseñan específicamente para salvar las diferencias en las capas inferiores, de modo que no se requieran acuerdos comunes en ellas. En cambio, la capa proporciona las definiciones que permiten la traducción entre una variedad de servicios o tecnologías utilizadas en las capas inferiores. Así, en términos algo abstractos, en esta capa y por encima de ella, los estándares comunes contribuyen a la interoperabilidad, mientras que por debajo se utiliza la traducción. En este documento, dicha capa se denomina capa de transición . En la práctica, la interoperabilidad real se logra mediante la definición y el uso de capas de transición eficaces. Sin embargo, existen muchas maneras diferentes de diseñar una capa de transición.

En la pila de protocolos de Internet, el conjunto de protocolos de Internet (IPSP) constituye una capa intermedia que define un servicio de mejor esfuerzo para el enrutamiento global de datagramas en la capa 3. Internet es la comunidad de interoperabilidad basada en esta capa intermedia.

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